Aquecimento de piso radiante à base de água com caldeira: diagramas de ligação, instalação e características de projeto

O aquecimento é uma questão urgente para a maioria das cidades do nosso país. O aquecimento central nem sempre proporciona o conforto adequado, por isso muitos estão considerando a instalação de um sistema independente.

Uma opção para esse aquecimento é instalar um sistema de aquecimento de piso alimentado por um aquecedor de água.

É possível conectar o sistema de aquecimento de piso a uma caldeira?

Ao instalar pisos aquecidos a água, os proprietários de apartamentos ou casas particulares devem:

• Construa uma estrutura que aqueça o ar do cômodo até o nível necessário;
• Escolha uma opção com boa relação custo-benefício em termos de instalação e operação, que não custe muito.

Sugerimos que você se informe com antecedência. Estrutura e princípio de funcionamento de um piso aquecido a água. e a possibilidade de combinar o sistema com vários dispositivos (radiadores, válvulas de três e duas vias, etc.)

As caldeiras a gás ou elétricas são usadas para aquecer o líquido refrigerante. As caldeiras a gás são instaladas com mais frequência em residências particulares. Esse tipo de equipamento não pode ser instalado em apartamentos com aquecimento central.

Além disso, a ligação ao sistema de aquecimento principal requer autorização especial. Portanto, é necessária uma solução alternativa: a instalação de uma caldeira elétrica.

Uma caldeira é um aparelho para aquecer água usando eletricidade para fins domésticos. No entanto, é importante notar que ela não foi originalmente projetada para aquecer água para aquecimento de piso radiante. Portanto, isso a sobrecarregaria, o que poderia resultar em sua falha.

Embora ainda seja possível aquecer o piso com uma caldeira, isso não aquecerá grandes áreas. Essa opção é ideal apenas para um banheiro ou lavabo.

Atenção! É essencial calcular corretamente a carga do aquecedor elétrico.

Tipos de caldeiras

Um aquecedor de água é uma caldeira elétrica equipada com um reservatório que armazena o líquido aquecido. Os modelos com capacidade de até 100 litros são utilizados para fins domésticos, enquanto os com capacidade de até 300 litros são utilizados para fins industriais. Recomenda-se o modelo industrial para instalações de aquecimento de piso radiante.

De acordo com seu projeto, as caldeiras podem ser instantâneas ou de acumulação.

Fluindo

Um aquecedor de fluxo contínuo é um tanque compacto com um elemento de aquecimento quadrado que se conecta ao abastecimento de água fria. Quando ligado, a água aquece quase imediatamente. Esses aquecedores têm uma potência de 6 a 10 kW, portanto, representam uma carga significativa para o sistema elétrico.

Um aquecedor de água de fluxo contínuo não é adequado para aquecimento de piso.

Cumulativo

Um aquecedor de acumulação é um recipiente com duas partes, entre as quais existe uma camada protetora de material isolante térmico (espuma de poliuretano). A parte externa é feita de aço esmaltado.

O interior do frasco é revestido com esmalte vítreo, aplicado por meio de um processo de pulverização, resultando em uma superfície lisa e resistente à formação de incrustações. Além disso, o esmalte não é afetado pelos sais presentes na água e não está sujeito à corrosão.

Alguns modelos possuem um revestimento interno de porcelana vítrea em vez de esmalte vítreo. A superfície é de alta qualidade, mas podem surgir fissuras se exposta a altas temperaturas por longos períodos. No entanto, os fabricantes garantem que o aparelho funcionará de forma confiável por pelo menos 10 anos.

Outro tipo de revestimento usado em caldeiras é o aço inoxidável com titânio, que suporta altas temperaturas. Um aquecedor de água com esse revestimento durará muitos anos.

Um elemento de aquecimento (um aquecedor tubular) está localizado dentro do tanque; ele aquece o líquido refrigerante. O elemento de aquecimento está alojado em um tubo de metal, o que impede a formação de incrustações. Além disso, o frasco contém um ânodo magnético — uma haste contendo partículas carregadas positivamente que neutralizam a carga negativa.

Isso ajuda a reduzir a corrosão. A haste precisa ser substituída periodicamente, pois se desgasta rapidamente. O aquecedor de água é equipado com tubulações por onde entra água fria e por onde sai água quente.

Atenção! Aquecedores elétricos de água com capacidades de 250 a 300 litros, projetados especificamente para uso em sistemas de aquecimento, já estão disponíveis no mercado. Eles diferem na localização e no tamanho das aberturas de entrada e saída de água.

A potência padrão dos modelos de armazenamento é de 1,5 a 3 kW. O dispositivo assemelha-se a uma garrafa térmica; a água é aquecida e depois resfriada lentamente, mantendo assim uma temperatura elevada por um período prolongado.

Esses modelos também possuem um termostato, permitindo que você defina a temperatura de aquecimento desejada para o piso radiante. Assim que a temperatura desejada é atingida, a caldeira desliga automaticamente, promovendo um consumo de energia eficiente.

As caldeiras estão disponíveis em modelos horizontais e verticais. O modelo vertical é recomendado para sistemas de aquecimento de piso radiante.

Importante saber! Para aquecer 15 litros de água a 60 graus, você precisará de uma resistência de 1 kW, o que levará 1 hora. Um tanque de 100 litros atingirá essa temperatura em 3 horas com uma resistência de 3 kW.

Como funciona um aquecedor de água

Uma caldeira elétrica funciona misturando líquidos refrigerantes frios e quentes. A água aquecida sobe para o topo, enquanto a água fria permanece na parte inferior, onde é aquecida.

O processo de funcionamento de um aquecedor de água é o seguinte:

1. O tanque de armazenamento é abastecido com água através de uma conexão especial. A entrada está equipada com uma válvula de segurança que retém o líquido e impede seu refluxo.
2. A temperatura desejada é definida no termostato, mas não deve ultrapassar 80 graus.
3. O elemento de aquecimento liga-se automaticamente e o aquecimento da água inicia-se.
4. O líquido quente sobe e é liberado através do tubo de entrada localizado na parte superior do tanque.
5. O líquido refrigerante circula pelo tubo de admissão até a tubulação no piso.

Qual caldeira devo escolher?

Um aquecedor de água elétrico de fluxo contínuo é praticamente inadequado para sistemas de aquecimento de piso. Sua principal desvantagem é o consumo significativo de energia.

A única opção adequada para aquecimento de piso radiante é um aquecedor de água de acumulação. Ao escolher o tipo de elemento de aquecimento, preste atenção à potência do equipamento, pois isso determina a intensidade e a rapidez com que o fluido refrigerante é aquecido, bem como o seu volume.

Atenção! Os aparelhos com potência de 6 a 10 kW são projetados especificamente para instalação em sistemas de aquecimento. Sua principal desvantagem é o alto consumo de energia.

Ao calcular a potência de um aparelho elétrico, lembre-se de que aquecer uma área de 10 metros quadrados requer um aquecedor de água com potência de 1 kW, portanto, um modelo doméstico de aquecedor de água para piso radiante não é adequado. Ele é indicado apenas para espaços pequenos, como um banheiro ou lavabo.

O segundo pontoUm fator importante a considerar na compra de um aquecedor de água é a capacidade do reservatório. Quanto maior o volume de líquido refrigerante quente, menos frequentemente o aquecedor precisará ser ligado, conservando assim recursos.

Características de projeto de um piso aquecido conectado a uma caldeira.

Ao projetar um sistema de aquecimento de piso com caldeira, é necessário levar em consideração:

• Quanto maior o diâmetro da tubulação e o número de ramificações, mais lenta será a circulação do líquido;
• Potência do elemento de aquecimento - se o limite inferior da temperatura ambiente for igual à potência da caldeira, a eficiência do aquecimento do fluido refrigerante pode diminuir com o tempo. A solução é adquirir um aquecedor com uma reserva de potência de 20%.

Além disso, o sistema requer manutenção constante, incluindo a descalcificação periódica do reservatório e da resistência. Esse procedimento ajudará a manter os tubos do piso aquecido em boas condições e prolongará sua vida útil.

Recomenda-se conectar a caldeira em um banheiro ou cômodo localizado próximo ao ambiente a ser aquecido.

Para aumentar o desempenho do dispositivo, a estrutura deve ser equipada com uma bomba de circulação.

Seguindo todos os pontos acima, você pode construir um piso aquecido que fornecerá aquecimento para o seu apartamento.

Diagramas de fiação para aquecimento de piso e caldeiras

Existem vários esquemas para conectar o aquecimento de piso a um aquecedor de água indireto. Vejamos os mais simples:

• Uma válvula de três vias é essencial para conectar dois circuitos: o sistema de aquecimento de piso radiante e o aquecedor de água. Essa válvula distribui o fluido refrigerante entre eles e é controlada automaticamente por um termostato no aquecedor. Esse sistema facilita o aquecimento rápido da água na caldeira, permitindo também o desligamento completo do fornecimento de água quente para o piso radiante. Assim que a temperatura definida é atingida, a válvula é ativada e o fornecimento é retomado. Esse método de tubulação é adequado para uso contínuo da caldeira.

• Com duas bombas de circulação forçada, esta opção é recomendada para uso intermitente e sazonal. Uma é instalada no tubo de alimentação antes do aquecedor de água e a outra no circuito do piso.

Um termostato é usado para alimentar a bomba de circulação, de modo que ela só funciona quando a temperatura cai abaixo do nível normal. O aquecimento acelera e a circulação forçada é ativada. Este sistema não possui válvula de três vias e a conexão é feita por meio de conexões em T.

• Utilizando um coletor hidráulico — este método é recomendado para caldeiras com capacidade igual ou superior a 200 litros e com múltiplos circuitos de aquecimento. Um sistema com coletor hidráulico simplifica o projeto e elimina a necessidade de instalar bombas em cada circuito de piso. O coletor hidráulico garante pressão uniforme do fluido refrigerante em todos os circuitos. No entanto, a instalação da tubulação dessa forma é complexa sem experiência.

Instalação e ligação do piso aquecido à caldeira.

Para maior clareza, vejamos como instalar aquecimento de piso a partir de um aquecedor de água, utilizando um elemento de aquecimento de 3 kW para aquecer uma área de 30 m², com a instalação de uma válvula de três vias.

Precisaremos de uma caldeira de recirculação com saídas para conectar as mangueiras de água quente e fria. O diâmetro recomendado para as saídas é de 2,6 centímetros. Além disso, você precisará das ferramentas necessárias para evitar distrações durante a instalação.

A sequência de construção de pisos hidráulicos a partir de um aquecedor de água é a seguinte:

• Preparando o contrapiso: ele deve ser nivelado e limpo de detritos.

• Instalação da unidade coletora - ela deve ser fixada na parede ou montada em uma caixa metálica especialmente equipada.

• Cobrir o perímetro da sala com fita de vedação ajudará a manter a integridade do contrapiso de concreto.

• Impermeabilização e isolamento térmico – o filme de polietileno pode ser usado como material impermeabilizante. A escolha de materiais de isolamento térmico é vasta, desde espuma plástica padrão até placas de espuma de poliestireno com pinos.

• O circuito de água pode ser instalado utilizando tubos de cobre, polietileno ou plástico resistente ao calor. Os elementos de aquecimento são instalados de acordo com o projeto e o espaçamento especificados. Os tubos podem ser fixados à malha de reforço colocada sobre o isolamento térmico com abraçadeiras plásticas ou presos entre as ranhuras das placas de poliestireno.

• Conecte o circuito ao coletor de distribuição - uma extremidade à torneira de água fria e a outra à torneira de água quente.

• A caldeira está ligada à unidade de distribuição através de tubos metálicos.

• Instalação de uma válvula de três vias com cabeçote térmico no coletor para regular o nível de temperatura do piso aquecido.

• Conectar uma bomba de circulação a um piso aquecido garante o fluxo e a pressão de água necessários na tubulação do piso.

• A instalação de um tanque de expansão é essencial para remover o excesso de água do sistema de aquecimento. Ele deve ser montado no tubo metálico frio próximo à saída da caldeira. Um tubo de purga de ar deve ser instalado a montante do tanque.

• É realizada uma verificação do desempenho do sistema para identificar possíveis vazamentos e falhas. O teste de pressão é realizado durante 24 horas sob pressão de operação.

• Concretagem do contrapiso — o contorno do piso é preenchido com concreto. Este procedimento é realizado sob pressão em tubulações. A camada de concreto deve secar completamente, o que leva cerca de um mês.

• Aplicação da camada de acabamento - esta é aplicada somente sobre uma base de concreto completamente seca.

O sistema de água só deve ser ligado depois que o contrapiso, bem como a argamassa de assentamento, caso tenham sido utilizados azulejos cerâmicos como revestimento do piso, estiverem completamente secos. A temperatura deve ser elevada gradualmente até atingir a temperatura de operação ao longo de vários dias.

Este sistema funciona aquecendo água em um tanque, que é então descarregada através de um coletor para o circuito do piso. O fluido refrigerante usado retorna através de uma unidade de distribuição para a linha de retorno.

Se a temperatura da água ultrapassar o nível necessário, a válvula de três vias interrompe automaticamente o fornecimento de água quente e abre o fornecimento de água fria. O processo de mistura ocorre em uma câmara especial. Quando o fluido de aquecimento atinge a temperatura desejada, a válvula termostática fecha o fornecimento de água fria.

O aquecedor e o coletor são equipados com dispositivos independentes de controle automático de temperatura. O dispositivo no coletor controla o fluxo do fluido refrigerante no sistema de aquecimento de piso, enquanto o dispositivo no elemento de aquecimento controla a temperatura da água.

É possível instalar aquecimento de piso radiante com aquecedor de água tanto em casas quanto em apartamentos. A instalação é simples; o principal é seguir as instruções e o processo. Além disso, o baixo custo de instalação é crucial, já que um aquecedor de água custa menos do que uma caldeira elétrica.

No entanto, é importante notar que o funcionamento de um sistema de aquecimento desse tipo exige um consumo de energia significativo. Portanto, a escolha entre aquecer sua casa com um radiador convencional ou com piso aquecido por uma caldeira é inteiramente sua.

Vídeo

Piso aquecido por caldeira elétrica

Piso aquecido com água quente proveniente de um aquecedor de água de acumulação